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Situação atual das pesquisas nacionais e internacionais, bem como vantagens e desvantagens: As técnicas de purificação de biogás incluem o método de lavagem com água, o método com solventes, a separação por membranas, a adsorção sob pressão variável e o método de refrigeração a baixas temperaturas. A tecnologia de purificação de biogás na China teve um início tardio; os métodos mais utilizados são a lavagem com água e a adsorção sob pressão variável. Com o desenvolvimento das tecnologias de separação por membranas nos países desenvolvidos da Europa e dos EUA nos últimos anos, o país também começou a avançar nessa área. Devido ao alto custo de investimento e ao consumo energético extremamente elevado do método de resfriamento profundo na aplicação em projetos de biogás de pequeno, médio e grande porte, este não é viável para ser ampliado, por isso não será detalhado adiante. 1 Método de lavagem com água (taxa de recuperação de CH4: 80-90%). Princípio: utiliza-se a propriedade de os óxidos ácidos terem maior solubilidade em água do que o CH4, para remover o CO2 e o H2S. A água pode ser regenerada e reutilizada por meio de redução da pressão, stripping, entre outros métodos ； Se as condições permitirem, também é possível usar água fresca em sua totalidade, evitando assim o processo de reutilização da água. O processo de lavagem com água é, na verdade, um processo de absorção física, sendo adequado para situações em que a pressão parcial de CO2 é alta. Vantagem: Processo simples ； Maturidade tecnológica ； A água, como absorvente, é não poluente e de fácil acesso. Desvantagem: A taxa de perda de CH4 é maior em comparação com outras tecnologias ； A eficiência no uso de energia é menor em comparação com outras tecnologias ； O alto consumo de água o torna inadequado para regiões com escassez hídrica ； Microorganismos que crescem facilmente causam obstrução na torre ； Após a purificação, é necessário realizar um tratamento de secagem. Tendências de desenvolvimento: O processo de lavagem por água já atingiu um estágio maduro, estando nas mãos principalmente de empresas como a sueca Mamberg, a holandesa DMT e a neozelandesa Flotech. É amplamente utilizado no exterior no campo da purificação de biogás. De acordo com estatísticas da Agência Internacional de Energia (IEA) de 2014, a quantidade de equipamentos utilizados para lavagem e a quantidade de biogás purificado representam mais de um terço do total. No entanto, sua participação no mercado está em declínio. 2 Método com solvente (taxa de recuperação de CH4: 98,5%) Princípio: O método com solvente pode ser dividido em dois tipos: método com solventes químicos e método com solventes físicos. O primeiro consome muita energia e é pouco utilizado ； Este último utiliza a diferença na solubilidade dos gases ácidos e do CH4 em solventes para remover o CO2 e o H2S. Os solventes físicos mais utilizados são o carbonato de propileno (método PC), o polietilenoglicol dimetil éter (método NHD) e o solvente Selexol ； Vantagem: alta pureza do gás do produto ； Alta taxa de recuperação de metano ； O volume de circulação do solvente é baixo, o que resulta em baixo consumo de energia. Desvantagem: O processo de regeneração do solvente requer uma grande quantidade de energia térmica, o que resulta em alto consumo energético ； O processo de produção de biogás não gera vapor como subproduto; portanto, é necessário produzi-lo separadamente. Isso consome metano e reduz a produção total de gás natural biológico ； Os solventes químicos têm impacto no meio ambiente, sendo necessárias medidas de controle adequadas. Em regiões com requisitos rigorosos de proteção ambiental, a utilização de solventes é limitada. Tendências de desenvolvimento: No mercado internacional de purificação de biogás, o método com solventes representa mais de 1/3 da participação de mercado. Todo o processo de produção é adaptado aos processos químicos correspondentes; os solventes utilizados são Selexol, Genosorb, entre outros. Os processos de dessulfuração por solventes nacionais estão bem estabelecidos na indústria química. É possível se inspirar nos métodos aprimorados desenvolvidos por instituições como o South China Chemical Engineering Design Institute e o Sichuan Chemical Engineering Design Institute, tais como o método MDEA, o método PC e o método NHD. A aplicação de soluções iônicas na purificação do biogás é um novo tema que recebe grande atenção internacionalmente. Princípio da separação por membranas (taxa de recuperação de CH4: 95%): O método de separação por membranas utiliza a diferença na capacidade de adsorção dos diferentes componentes gasosos na superfície da membrana, bem como as diferenças nas taxas de dissolução e difusão. Sob a ação da diferença de pressão entre os dois lados da membrana, a maior parte dos componentes como o CO2, juntamente com uma pequena quantidade de CH4, passa através da membrana e é separada. A maior parte do CH4 fica no lado de alta pressão, sendo utilizado como componente principal do biogás. Vantagens: O dispositivo ocupa pouco espaço, é fácil de operar e tem baixo consumo de energia. Desvantagens: Os componentes de membrana são caros, facilmente se danificam. A plasticização e o envelhecimento reduzem a vida útil da membrana, além dos altos custos de manutenção ； Os elementos de membrana são sensíveis a óleo e poeira;, portanto, são necessárias condições rigorosas para a remoção de óleo e poeira no início do processo ； A taxa de recuperação de CH4 (≥95%) é baixa. Aplicações e desenvolvimento: De acordo com estatísticas da Agência Internacional de Energia (IEA), na Europa e nos EUA, a partir de 2010, houve um aumento significativo no número de dispositivos de purificação de biogás por meio de separação por membranas, bem como em sua capacidade de processamento. Com base nas tendências atuais, espera-se que, até 2016, a participação desses dispositivos no mercado chegue a cerca de 10%. 4 Adsorção sob pressão variável: A adsorção sob pressão variável é considerada a técnica de purificação de gases com menores custos operacionais. No entanto, devido à baixa taxa de recuperação do metano, ela não pode ser utilizada em larga escala na purificação de biogás. O desenvolvimento de adsorventes específicos para biogás, visando aumentar o coeficiente de separação entre CH4 e CO2, bem como a capacidade de adsorção do CO2, pode resolver esse problema. Isso cria as bases técnicas necessárias para a utilização ampla da tecnologia de adsorção sob pressão variável na purificação de biogás. A tecnologia de adsorção sob pressão da Honghu Technology permite a purificação do biogás. A taxa de recuperação do CH4 é de 99%, enquanto a concentração de CH4 nos gases residuais fica abaixo de 1%. A pureza do gás produzido varia entre 97% e 99% (podendo ser ajustada). Combina as vantagens da adsorção por troca iônica tradicional, resolvendo o problema da baixa taxa de recuperação. Ao mesmo tempo, reduz o tamanho do equipamento, diminui o custo total de investimento e os custos operacionais. O custo operacional para produzir SNG a partir de biogás é de 0,25 yuan por metro cúbico de biogás.